TWI434276B - 聲頻電路之防爆音電路及聲頻系統 - Google Patents

Description

聲頻電路之防爆音電路及聲頻系統

本發明係有關一種聲頻系統，特別是關於一種具防爆音(de-pop)電路之聲頻系統。

數位至類比轉換器(DAC)經常使用於數位系統，例如聲頻系統，將數位信號轉換為類比信號，用以驅動電聲轉能器(electro-acoustic transducer)，例如揚聲器。由於聲頻系統中電容之充電及放電速率的不匹配，因此經常在電源開啟或電源關閉時產生高頻信號，自揚聲器發出爆音雜訊。

鑑於傳統聲頻系統經常造成爆音雜訊，因此亟需提出一種新穎的防爆音電路，用以有效且經濟地於聲頻系統電源開啟、電源關閉的轉換期間或其他情形下，去除爆音雜訊。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種防爆音電路及具防爆音電路的聲頻系統，用以降低爆音雜訊。

根據本發明實施例，具防爆音電路之聲頻系統包含轉能器、聲頻電路、高通濾波器及阻擋電路。聲頻電路係用以驅動轉能器。高通濾波器根據聲頻電路之輸出信號以產生高通輸出信號。阻擋電路接收高通輸出信號及控制信號，且根據控制信號及高通輸出信號以產生致能信號，用以開啟聲頻電路。

10‧‧‧數位至類比轉換器(DAC)

12‧‧‧換能器(揚聲器)

14‧‧‧高通濾波器

16‧‧‧阻擋電路

100‧‧‧輸入信號端

102‧‧‧輸出信號端

104‧‧‧致能輸入端

IN‧‧‧數位輸入信號

OUT‧‧‧類比輸出信號

EN‧‧‧致能信號

CTR‧‧‧控制信號

HP‧‧‧高通輸出信號

R‧‧‧電阻

C‧‧‧電容

Opamp‧‧‧運算放大器

第一圖顯示本發明實施例之具防爆音(de-pop)電路的聲頻系統。

第二A圖及第二B圖例示高通濾波器。

第三圖顯示實施阻擋電路的互斥或(XOR)邏輯閘及其真值表。

第四圖顯示本發明實施例中關閉數位至類比轉換器時的信號波形。

第五圖顯示本發明實施例中開啟數位至類比轉換器時的信號波形。

第一圖顯示本發明實施例之具防爆音(de-pop)電路的聲頻系統1。在本實施例中，聲頻系統1包含聲頻電路，例如數位至類比轉換器(DAC)10，用以將(位於輸入信號端100之)數位輸入信號IN轉換為(位於輸出信號端102之)類比輸出信號OUT，該類比輸出信號OUT直接或間接驅動換能器(transducer)，例如揚聲器12。雖然本實施例以數位至類比轉換器10作為例示，然而其他聲頻電路，例如聲頻放大器，也可適用。本說明書所稱之”聲頻”可指介於12Hz和20000Hz的頻率範圍。然而，本發明也可適用於其他動物屬 種，例如狗，其具有不同的聽覺範圍。

在本實施例中，數位至類比轉換器10具致能輸入端104，其接收致能信號EN，以開啟或關閉數位至類比轉換器10。例如，當致能信號EN變為低位準(”0”)時，開啟數位至類比轉換器10；當致能信號EN變為高位準(”1”)時，則關閉數位至類比轉換器10。聲頻系統1接收控制信號CTR，當其位準為”0”時開啟數位至類比轉換器10，當其位準為”1”時則關閉數位至類比轉換器10。換句話說，主動控制信號CTR會開啟數位至類比轉換器10，而非主動控制信號CTR則關閉數位至類比轉換器10。雖然本實施例中的致能信號EN及控制信號CTR係用以開啟或關閉數位至類比轉換器10，然而，在其他實施例中，這些信號則可用以增加或減少聲頻電路的放大率。一般來說，這些信號可用以開啟或關閉聲頻電路10的特性。

本實施例之防爆音電路包含高通濾波器14及阻擋(blockage)電路16。高通濾波器14接收類比輸出信號OUT並讓高於截止頻率的頻率成分通過，並衰減低於截止頻率的頻率成分。例如，當類比輸出信號OUT有瞬間變化時，則高通濾波器14的高通輸出信號HP會產生主動信號，例如高位準信號。相反地，高通濾波器14的高通輸出信號HP會產生非主動信號，例如低位準信號。高通濾波器14的高通輸出信號HP接著饋至阻擋電路16。上述的截止頻率可經設計使得高於截止頻率時，會感知到爆音雜訊。在一實施例中，高通濾波器14可以為第二A圖所示之電阻-電容(RC)電路。其中，電阻-電容(RC)電路包含電容C和電阻R，其串聯於類比輸出信號OUT和地之間。位於電容C和電 阻R之間的節點則提供高通濾波器14的高通輸出信號HP。上述之截止頻率可藉由調整電容C和電阻R的值而得到。

在另一實施例中，高通濾波器14可以為第二B圖所示之微分器。其中，微分器包含運算放大器Opamp、連接於運算放大器Opamp輸出和反向輸入端之間的電阻R，及連接於反向輸入端和類比輸出信號OUT之間的電容C。運算放大器Opamp的非反向輸入端連接至地，而運算放大器Opamp的輸出則提供高通濾波器14的高通輸出信號HP。上述之截止頻率可藉由調整電容C和電阻R的值而得到。運算放大器Opamp的輸出(亦即，HP)正比於運算放大器Opamp的輸入(亦即，類比輸出信號OUT)的時間變化率，但顛倒其正負號，可表示如下：

在本實施例中，阻擋電路16可包含(但不限定為)互斥或(XOR)邏輯閘，如第三圖所示。根據第三圖所示的真值表，當控制信號CTR的位準為”1”時(其意指欲關閉數位至類比轉換器10)且高通輸出信號HP的位準為”0”時(其意指無高頻成分)，則致能信號變為位準”1”，因而關閉數位至類比轉換器10。相反地，當控制信號CTR的位準為”1”時(其意指欲關閉數位至類比轉換器10)且高通輸出信號HP的位準為”1”時(其意指存在高頻成分)，則致能信號變為位準”0”，因而開啟數位至類比轉換器10。

類似的原理，當控制信號CTR的位準為”0”時(其意指 欲開啟數位至類比轉換器10)且高通輸出信號HP的位準為”0”時(其意指無高頻成分)，則致能信號變為位準”0”，因而開啟數位至類比轉換器10。相反地，當控制信號CTR的位準為”0”時(其意指欲開啟數位至類比轉換器10)且高通輸出信號HP的位準為”1”時(其意指存在高頻成分)，則致能信號變為位準”1”，因而關閉數位至類比轉換器10。縱上所述，當高頻成分存在時(亦即，HP為位準”1”)，則致能信號EN相反於控制信號CTR。換句話說，當高通輸出信號HP為主動時，阻擋電路16會將控制信號CTR予以反向。

第四圖顯示本發明實施例中關閉數位至類比轉換器10時的信號波形。於t1-t2期間，由於位準”1”之信號CTR及位準”0”之信號HP，因此致能信號EN變為位準”1”，使得類比輸出信號OUT下降。下降之類比輸出信號OUT，於t2-t3期間，將使得信號HP位準變為”1”。位準”1”之信號HP使得致能信號EN變為位準”0”，因而開啟數位至類比轉換器10。由於數位至類比轉換器10受到開啟，使得下降之信號OUT不會產生電源關閉(power-off)爆音。重複t1-t2期間和t2-t3期間之操作多次，直到類比輸出信號OUT接近最低位準並完成電源關閉，因而防止了電源關閉之爆音。

第五圖顯示本發明實施例中開啟數位至類比轉換器10時的信號波形。於t1-t2期間，由於位準”0”之信號CTR及位準”0”之信號HP，因此致能信號EN變為位準”0”，使得類比輸出信號OUT上升。上升之類比輸出信號OUT，於t2-t3期間，將使得信號HP位準變為”1”，因而關閉數位至類比轉換器10。由於數位至類比轉換器10受 到關閉，使得上升之信號OUT不會產生電源開啟(power-on)爆音。重複t1-t2期間和t2-t3期間之操作多次，直到類比輸出信號OUT接近最高位準並完成電源開啟，因而防止了電源開啟之爆音。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10‧‧‧數位至類比轉換器(DAC)

12‧‧‧換能器(揚聲器)

14‧‧‧高通濾波器

16‧‧‧阻擋電路

100‧‧‧輸入信號端

102‧‧‧輸出信號端

104‧‧‧致能輸入端

IN‧‧‧數位輸入信號

OUT‧‧‧類比輸出信號

EN‧‧‧致能信號

CTR‧‧‧控制信號

HP‧‧‧高通輸出信號

Claims (16)

1. 一種聲頻電路之防爆音電路，包含：一高通濾波器，其根據該聲頻電路之一輸出信號以產生一高通輸出信號；及一阻擋電路，其接收該高通輸出信號及一控制信號，該阻擋電路根據該控制信號及該高通輸出信號，以產生一致能信號，用以開啟該聲頻電路；當該控制信號變為主動欲開啟該聲頻電路時，該聲頻電路於一開始被開啟且該聲頻電路之輸出信號的位準上升，其中該上升位準使得該高通輸出信號變為主動，因而又關閉該聲頻電路；藉此，該聲頻電路重複被開啟及關閉，直到該聲頻電路的輸出信號接近最高位準並完成電源開啟操作，因而避免電源開啟之爆音雜訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述聲頻電路之防爆音電路，當該聲頻電路之輸出信號存在有高於截止頻率的高頻成分時，該高通輸出信號變為主動。
3. 如申請專利範圍第1項所述聲頻電路之防爆音電路，其中上述之高通濾波器包含：一電阻-電容電路，其包含一電容及一電阻，串聯於該聲頻電路之輸出信號和地之間；其中該電容和該電阻之間的一節點提供該高通輸出信號。
4. 如申請專利範圍第1項所述聲頻電路之防爆音電路，其中上述之高通濾波器包含： 一運算放大器，其非反向端連接至地；一電阻，連接於該運算放大器的輸出和一反向輸入端之間；一電容，連接於該反向輸入端和該聲頻電路之輸出信號之間；其中該運算放大器之輸出提供該高通輸出信號。
5. 如申請專利範圍第1項所述聲頻電路之防爆音電路，當該高通輸出信號為主動時，該阻擋電路將該控制信號予以反向。
6. 如申請專利範圍第1項所述聲頻電路之防爆音電路，其中上述之阻擋電路包含一互斥或(XOR)邏輯閘，其接收該控制信號和該高通輸出信號，以產生該致能信號。
7. 如申請專利範圍第1項所述聲頻電路之防爆音電路，當該控制信號變為非主動欲關閉該聲頻電路時，該聲頻電路於一開始被關閉且該聲頻電路之輸出信號的位準下降，其中該下降位準使得該高通輸出信號變為主動，因而又開啟該聲頻電路；藉此，該聲頻電路重複被關閉及開啟，直到該聲頻電路的輸出信號接近最低位準並完成電源關閉操作，因而避免電源關閉之爆音雜訊。
8. 一種具防爆音電路之聲頻系統，包含：一轉能器；一聲頻電路，用以驅動該轉能器；一高通濾波器，其根據該聲頻電路之一輸出信號以產生一高通輸出信號；及一阻擋電路，其接收該高通輸出信號及一控制信號，該阻擋電路根據該控制信號及該高通輸出信號，以產生一致能信號，用以開啟該聲頻電路； 當該控制信號變為主動欲開啟該聲頻電路時，該聲頻電路於一開始被開啟且該聲頻電路之輸出信號的位準上升，其中該上升位準使得該高通輸出信號變為主動，因而又關閉該聲頻電路；藉此，該聲頻電路重複被開啟及關閉，直到該聲頻電路的輸出信號接近最高位準並完成電源開啟操作，因而避免自該轉能器發出電源開啟之爆音雜訊。
9. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，其中上述之聲頻電路包含一數位至類比轉換器(DAC)，用以將一數位輸入信號轉換為一類比輸出信號。
10. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，其中上述之轉能器為一揚聲器。
11. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，當該聲頻電路之輸出信號存在有高於截止頻率的高頻成分時，該高通輸出信號變為主動。
12. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，其中上述之高通濾波器包含：一電阻-電容電路，其包含一電容及一電阻，串聯於該聲頻電路之輸出信號和地之間；其中該電容和該電阻之間的一節點提供該高通輸出信號。
13. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，其中上述之高通濾波器包含：一運算放大器，其非反向端連接至地； 一電阻，連接於該運算放大器的輸出和一反向輸入端之間；一電容，連接於該反向輸入端和該聲頻電路之輸出信號之間；其中該運算放大器之輸出提供該高通輸出信號。
14. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，當該高通輸出信號為主動時，該阻擋電路將該控制信號予以反向。
15. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，其中上述之阻擋電路包含一互斥或(XOR)邏輯閘，其接收該控制信號和該高通輸出信號，以產生該致能信號。
16. 如申請專利範圍第8項所述具防爆音電路之聲頻系統，當該控制信號變為非主動欲關閉該聲頻電路時，該聲頻電路於一開始被關閉且該聲頻電路之輸出信號的位準下降，其中該下降位準使得該高通輸出信號變為主動，因而又開啟該聲頻電路；藉此，該聲頻電路重複被關閉及開啟，直到該聲頻電路的輸出信號接近最低位準並完成電源關閉操作，因而避免自該轉能器發出電源關閉之爆音雜訊。